内容正文:
(时间75分钟,满分100分)
一、单项选择题:共14小题,每题3分,共42分。每题只有一个选项最符合题意。
1.(2023·福州检测)下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A.纯碱溶液去油污
B.铁在潮湿的环境下生锈
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.浓硫化钠溶液有臭味
解析 A中纯碱因为水解溶液呈碱性而具有去污能力,B中铁在潮湿的环境下生锈是因为铁在有水和空气存在下发生腐蚀,与盐类水解无关,C中因温度升高促进氯化铁水解,液体颜色加深,D中因水解产生了硫化氢气体而出现臭味。
答案 B
2.化工生产中常用MnS作沉淀剂除去工业废水中的Cu2+:Cu2+(aq)+MnS(s)CuS(s)+Mn2+(aq),下列说法正确的是( )
A.MnS的Ksp比CuS的Ksp小
B.该反应达到平衡时c(Mn2+)=c(Cu2+)
C.往平衡体系中加入少量CuSO4固体后,c(Cu2+)减小,c(Mn2+)变大
D.该反应的平衡常数为K,则该关系成立:
K×Ksp(CuS)=Ksp(MnS)
解析 分子式相似的分子,溶度积大的沉淀可以转化为溶度积小的沉淀,所以MnS的Ksp比CuS的Ksp大,A错误;该反应达到平衡时各离子的浓度保持不变,但不一定相等,B错误;增大铜离子的浓度,平衡正向移动,所以c(Mn2+)变大、c(Cu2+)变大,C错误;反应的平衡常数K==,整理:K×Ksp(CuS)=Ksp(MnS),D正确。
答案 D
3.在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至a点,此时c(Na+)=c(CH3COO-)
B.T ℃时,加入CH3COONa可能引起由c向d的变化
C.T ℃时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
D.b点对应的溶液中大量存在:K+、Ba2+、NO、I-
解析 a点溶液显中性,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故c(Na+)=c(CH3COO-),A正确;T ℃时,c点溶液显中性,d点溶液c(OH-)>c(H+),显碱性,CH3COONa水解使溶液显碱性,B正确;T ℃时Kw=1×10-12,pH=10的KOH溶液中c(OH-)=10-2 mol/L,与pH=2的硫酸等体积混合,n(H+)=n(OH-),二者恰好中和,得到的K2SO4溶液显中性,C正确;b点溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,此时NO可氧化I-,D错误。
答案 D
4.下列实验操作能达到实验目的的是( )
选项
操作
目的
A
取一张pH试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取NaClO溶液滴于试纸的中部,与标准比色卡对比
测定NaClO溶液的pH
B
向含有酚酞的Na2CO3溶液中滴入BaCl2溶液,观察溶液颜色的变化
证明Na2CO3溶液中存在水解平衡
C
取2 mL 0.1 mol·L-1 AgNO3溶液,先后滴加3滴0.1 mol·L-1 NaCl溶液和5滴0.1 mol·L-1KI溶液,观察沉淀情况
比较Ksp、Ksp的大小
D
将Fe2样品溶于稀盐酸后,滴加KSCN溶液,观察溶液是否变红
检验Fe2样品是否变质
解析 NaClO溶液具有漂白性,无法用pH试纸测其pH,可选pH计测其pH,A项错误;钡离子与碳酸根离子反应生成沉淀,使碳酸根离子水解平衡逆向移动,c减小,则观察溶液颜色变化可证明存在水解平衡,B项正确;硝酸银过量,加入NaCl,KI均会有沉淀生成,该操作不能比较AgCl、AgI的Ksp,C项错误;酸性溶液中亚铁离子、硝酸根离子发生氧化还原反应,不能检验Fe(NO3)2样品是否变质,应溶于水后滴加KSCN溶液,D项错误。
答案 B
5.下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,在pH=4的盐酸和NH4Cl溶液中,由水电离出的H+浓度相等
B.25 ℃时,pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,溶液的pH=4
C.25 ℃时,pH=9和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH=10
D.25 ℃时,pH=3.6的某橙汁中的c(H+)是pH=5.6的某西瓜汁中的c(H+)的100倍
解析 盐酸抑制水的电离,氯化铵促进水的电离,所以由水电离出的氢离子浓度氯化铵溶液大于盐酸,A错误;25 ℃时,pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,混合溶液的pH≈3.3,B错误;25 ℃时,pH=9和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH≈10.7,C错误;25 ℃时,pH=3.6的某橙汁中的c(H+)与pH=5.6的某西瓜汁中的c(H+)的比=10-3.6∶10-5.6=100∶1,D正确。
答案 D
6.对于0.1 mol·L-1 的Na2SO3溶液,下列表述正确的是( )
A.升高温度,溶液的pH降低
B.加入少量NaOH固体,c(SO)与c(Na+)均增大
C.c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+2c(HSO)+c(OH-)
D.c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
解析 升高温度,水解平衡正向移动,所以溶液的pH升高,A错误;加入少量NaOH固体,平衡:SO+H2OHSO+OH-向逆反应方向移动,所以c(SO)与c(Na+)均增大,B正确;溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-),C错误;Na2SO3溶液中存在物料守恒,即c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),D错误。
答案 B
7.25 ℃时,下列各溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 的NaHCO3溶液:c(OH-)=c(H+)+c(HCO)+c(H2CO3)-c(CO)
B.0.1 mol·L-1 的NaHC2O4溶液呈酸性:c(Na+)>c(HC2O)>c(H2C2O4)>c(C2O)
C.20 mL 0.10 mol·L-1的CH3COONa溶液与10 mL 0.10 mol·L-1的HCl溶液混合得到的酸性溶液:c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)
D.向0.1 mol·L-1的NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至恰好呈中性:c(Na+)>c(NH)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
解析 碳酸氢钠溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),根据物料守恒得c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),所以得c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO),A错误;0.1 mol·L-1 的NaHC2O4溶液呈酸性,说明HC2O的电离程度大于其水解程度,则c(C2O)>c(H2C2O4),正确的浓度大小为:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4),B错误;20 mL 0.10 mol·L-1 的CH3COONa溶液与10 mL 0.10 mol·L-1 的HCl溶液混合得到CH3COONa、NaCl与CH3COOH物质的量之比为1∶1∶1的混合物,电荷守恒知:c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-)=c(Na+)+c(H+),物料守恒知:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)=2c(Cl-)两式中消去c(Na+)和c(Cl-)得c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+),C正确;0.1 mol/L NH4HSO4溶液中滴加NaOH至溶液恰好呈中性,则NH水解会减少,SO无变化,所以离子浓度关系是:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+),D错误。
答案 C
8.25 ℃时,向20.00 mL 0.1 mol·L-1 的H2X溶液中滴入0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中由水电离出的c水(OH-)的负对数[-lgc水(OH-)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。
下列说法中正确的是( )
A.水的电离程度:M>N=Q>P
B.图中M、P、Q三点对应溶液中相等
C.N点溶液中c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-)
D.P点溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HX-)+c(H2X)
解析 M点:水电离出来的氢氧根离子为10-11.1 mol/L,N点和Q点:水电离出来的氢氧根离子为10-7.0 mol/L,P点:水电离出来的氢氧根离子为10-5.4 mol/L,水的电离程度:P>N=Q>M,A错误;H2X的第二步电离常数Ka2=得=,电离常数只与温度有关为定值,在滴定过程中溶液中氢离子浓度一直在减小,因此M、P、Q三点对应溶液中氢离子浓度不等,不相等,B错误;N点为NaHX与Na2X的混合溶液,由图像可知,M点到P点发生HX-+OH-===H2O+X2-,根据横坐标消耗碱的量可知,在N点生成的X2-大于剩余的HX-,因此混合液n(Na2X)>n(NaHX),因为溶液呈中性,X2-的水解平衡与HX-的电离平衡相互抵消,所以N点溶液中c(Na+)>c(X2-)>c(HX-)>c(H+)=c(OH-),C正确;P点恰好生成Na2X溶液,根据质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(HX-)+2c(H2X),D错误。
答案 C
9.室温下,某二元碱X(OH)2的水溶液中相关组分的物质的量分数随溶液pH变化的曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.Kb2的数量级为10-5
B.X(OH)NO3水溶液显酸性
C.等物质的量的X(NO3)2和X(OH)NO3混合溶液中c(X2+)>c[X(OH)+]
D.在X(OH)NO3水溶液中,c[X(OH)2]+c(OH-)=c(X2+)+c(H+)
解析 选取图中点(6.2,0.5),此时pH=6.2,c[X(OH)+]=c(X2+),Kb2=c(OH-)·c(X2+)/c[X(OH)+]=c(OH-)=10-14-(-6.2)=10-7.8,数量级为10-8,A错误;X(OH)NO3水溶液中X的主要存在形式为X(OH)+,由图示X(OH)+占主导位置时,pH为7到8之间,溶液显碱性,B错误;由图可知当X2+和X(OH)+浓度相同时溶液显酸性,X2+的水解大于X(OH)+的电离,C错误;在X(OH)NO3水溶液中,有电荷守恒c(NO)+c(OH-)=2c(X2+)+c(H+)+c[X(OH)+],物料守恒c(NO)=c(X2+)+c[X(OH)2]+c[X(OH)+],将物料守恒带入电荷守恒,将硝酸根离子的浓度消去,得到该溶液的质子守恒式为:c[X(OH)2]+c(OH-)=c(X2+)+c(H+),D正确。
答案 D
10.已知HA的酸性弱于HB的酸性。25 ℃时,用NaOH固体分别改变物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的HA溶液和HB溶液的pH(溶液的体积变化忽略不计),溶液中A-、B-的物质的量浓度的负对数与溶液的pH的变化情况如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线Ⅰ表示溶液的pH与-lgc(A-)的变化关系
B.=100
C.溶液中水的电离程度:M>N
D.N点对应的溶液中c(Na+)>Q点对应的溶液中c(Na+)
解析 由“HA的酸性弱于HB的酸性”可知,Ka(HB)>Ka(HA),由图可知,曲线Ⅰ表示溶液的pH与-lgc(B-)的变化关系,A错误;根据图中M、N点的数据可知,c(A-)=c(B-),c(HA)=c(HB),故===100,B正确;M点与N点存在c(A-)=c(B-),M点溶液的pH比N点溶液的pH小,故M点水的电离程度弱,C错误;N、Q点对应溶液的pH相等,由图可知c(A-)<c(B-),根据电荷守恒可知,N点对应的溶液中c(Na+)小于Q点对应的溶液中c(Na+),D错误。
答案 B
11.(2023·全国乙卷)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
解析 根据图像,由(1.7,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选项结果。假设a点坐标为(4,6.5),此时分别计算反应的浓度商Q,得Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag2CrO4)=10-17,二者的浓度商均小于其对应的溶度积Ksp,二者不会生成沉淀,A错误;Ksp为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者的溶度积不相同,B错误;该反应的平衡常数表达式为K=,将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K=====107.9,C正确;向NaCl、Na2CrO4均为0.1 mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况下,先沉淀的是AgCl,D错误。
答案 C
12.25 ℃时,用0.10 mol·L-1的氨水滴定10.00 mL 0.05 mol·L-1 H2A溶液,加入氨水的体积(V)与溶液中lg的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是( )
A.a点溶液的pH等于2
B.由图中数据可知,H2A为弱酸
C.b点由水电离出的H+浓度为1.0×10-7 mol·L-1
D.水的电离程度为:b>c>a
解析 分析纵坐标,25 ℃时Kw=1×10-14 mol2/L2,可以得到如下关系式:lg=lgc(H+)-lg=2lgc(H+)-lgKw=14-2pH。根据题目中a、b、c点坐标可以求出相应pH。
由以上得到的关系式结合a点坐标进行计算,可以得到12=14-2pH,可以得到a点pH为1,A错误;通过A项分析可知,a点c=0.1 mol·L-1=2c,则H2A在水溶液中能完全电离,所以H2A为二元强酸,B错误;b点碱的体积与酸的体积相同,但碱的浓度是酸浓度的2倍,酸碱恰好完全反应生成(NH4)2A,再结合b点坐标和分析中的关系式,可以得到2=14-2pH,所以b点pH为6,c=10-6 mol·L-1,且氢离子来源于铵根离子水解,所以b点c水=1.0×10-6 mol·L-1,C错误;a点是0.05 mol·L-1的H2A溶液,a点c=1 mol·L-1,抑制水的电离,b点反应产生2A,NH水解促进水的电离,c点为NH3·H2O、2A按物质的量浓度之比为2∶1混合得到的混合溶液,-4=14-2pH,即pH=9,此时c=10-5 mol·L-1,其对水的电离的抑制作用小于a点的H+的抑制作用,故水的电离程度为:b>c>a,D正确。
答案 D
13.室温下,取20 mL 0.1 mol·L-1的某二元酸H2A,滴加0.2 mol·L-1 的NaOH溶液。已知:H2A===H++HA-,HA-H++A2-。下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 的H2A溶液中有c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 mol·L-1
B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mL
C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pH<7,此时溶液中有c(A2-)=c(H+)-c(OH-)
D.当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-)
解析 由于该二元酸H2A第一步电离完全,第二步部分电离,可以把20 mL 0.1 mol·L-1的二元酸H2A看作20 mL 0.1 mol·L-1的HA-一元弱酸和0.1 mol/L的H+溶液,注意该溶液中不存在H2A微粒。0.1 mol·L-1 的H2A溶液存在电荷守恒,其关系为c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),因而c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol·L-1,A正确;若NaOH用去10 mL,反应得到NaHA溶液,由于HA-H++A2-,溶液显酸性,因而滴加至中性时,需要加入超过10 mL的NaOH溶液,B错误;当用去NaOH溶液体积10 mL时,得到NaHA溶液,溶液的pH<7,存在质子守恒,其关系为c(A2-)=c(H+)-c(OH-),C正确;当用去NaOH溶液体积20 mL时,得到Na2A溶液,根据物料守恒有:c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-),D正确。
答案 B
14.室温下,反应HCO+H2OH2CO3+OH-的平衡常数K=2.2×10-8。将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.2 mol·L-1的氨水:c(NH3·H2O)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
B.0.2 mol·L-1 的NH4HCO3溶液(pH>7):c(NH)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)
C.0.2 mol·L-1的氨水和0.2 mol·L-1 的NH4HCO3溶液等体积混合:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)
D.0.6 mol·L-1的氨水和0.2 mol·L-1 的NH4HCO3溶液等体积混合:c(NH3·H2O)+c(CO)+c(OH-)=0.2 mol·L-1+c(H2CO3)+c(H+)
解析 NH3·H2O属于弱碱,部分电离,氨水中存在的电离平衡有:NH3·H2ONH+4+OH-,H2OH++OH-,所以c(OH-)>c(NH),A错误;NH4HCO3溶液显碱性,说明HCO的水解程度大于NH的水解程度,所以c(NH)>c(HCO),HCO水解:H2O+HCOH2CO3+OH-,NH水解:NH+H2ONH3·H2O+H+,前者水解程度大且水解都是微弱的,则c(H2CO3)>c(NH3·H2O),B正确;由物料守恒,n(N)∶n(C)=2∶1,则有c(NH)+c(NH3·H2O)=2[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)],C错误;0.2 mol/L的NH4HCO3与0.6 mol/L的氨水等体积混合后,根据碳守恒有:c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=0.1 mol/L①,根据氮守恒有:c(NH)+c(NH3·H2O)=0.4 mol/L②,则c(NH)+c(NH3·H2O)-[c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)]=0.3 mol/L③,根据电荷守恒有:c(NH)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)④,③-④,可以得出c(NH3·H2O)+c(OH-)+c(CO)=c(H+)+c(H2CO3)+0.3 mol/L,D错误。
答案 B
二、非选择题:共4题,共58分。
15.(16分)常温下,几种物质的溶度积常数见下表:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10-20
2.6×10-39
1.7×10-7
1.3×10-12
(1)某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3,为制得纯净CuCl2溶液,宜加入_______________调至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=________________。
(2)过滤后,将所得滤液经过________,________操作,可得到CuCl2·2H2O晶体。
(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需要进行的操作是______________________ ______________________________________________________________________________。
(4)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.800 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液40.00 mL。(已知:I2+2S2O===S4O+2I-)
①可选用________作指示剂,滴定终点的现象是
________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为__________________________________________
________________________________________________________________________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为______。
解析 (1)加入CuO或Cu2(OH)2CO3、Cu(OH)2,与Fe3+水解产生的H+反应,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;当pH=4时,由Fe(OH)3的Ksp计算c(Fe3+)。(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需考虑避免Cu2+的水解产生杂质。(4)CuCl2溶液与KI发生反应:2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,所以需选用淀粉溶液作指示剂,当溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变时,则达到滴定终点;再结合方程式:I2+2S2O===S4O+2I-和2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,得到关系式:2Cu2+~I2~2S2O,确定晶体试样的纯度。
答案 (1)CuO或Cu2(OH)2CO3、Cu(OH)2 2.6×10-9 mol·L-1 (2)蒸发浓缩 冷却结晶
(3)在HCl气氛中加热
(4)①淀粉溶液 溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变 ②2Cu2++4I-===2CuI↓+I2
③85.5%
16.(12分)(2023·朝阳检测)(1)室温下,使用pH计测定0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液的pH=5.12。由此可以得到的结论是______(填字母)。
a.溶液中c(H+)>c(OH-)
b.NH水解是微弱的
c.NH3·H2O是弱碱
d.由H2O电离出的c(H+)<10-7 mol·L-1
e.物质的量浓度相等的氨水和盐酸等体积混合,溶液pH=7
(2)室温下,用0.1 mol·L-1 的NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,据此回答下列问题:
①表示滴定盐酸的曲线是________(填序号)。
②滴定醋酸溶液的过程中:
ⅰ.V(NaOH)=10.00 mL时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________________ _____________________________________________。
ⅱ.当c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)时,溶液pH________(填“>”“=”或“<”)7。
解析 (1)溶液pH=5.12,即溶液显酸性,故溶液中c(H+)>c(OH-),a正确;NH3·H2O为弱碱,故NH是弱碱阳离子,在水溶液中能水解,但一般的水解程度很微弱,b正确;溶液显酸性,说明NH4Cl为强酸弱碱盐,即NH3·H2O为弱碱,c正确;NH4Cl为强酸弱碱盐,在水溶液中能水解,而盐的水解能促进水的电离,故此溶液中由H2O电离出的c(H+)>10-7 mol·L-1,d错误;物质的量浓度相等的氨水和盐酸等体积混合,恰好完全反应得NH4Cl溶液,但由于NH4Cl为强酸弱碱盐,水解显酸性,故溶液的pH<7,e错误。(2)①醋酸是弱电解质,HCl是强电解质,相同浓度的醋酸和HCl溶液,醋酸的pH>盐酸的pH,所以Ⅰ表示滴定醋酸的曲线,Ⅱ表示滴定盐酸的曲线。
②ⅰ.V(NaOH)=10.00 mL时,因此溶液中的溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa,醋酸电离程度大于醋酸根离子水解程度,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)<c(CH3COO-),故离子浓度的关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。ⅱ.当c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)时,根据物料守恒可知,加入的NaOH溶液的物质的量与醋酸的物质的量相同,此时两者恰好完全反应得醋酸钠溶液,而醋酸钠为强碱弱酸盐,水解显碱性,故溶液的pH>7。
答案 (1)abc (2)①Ⅱ ②ⅰ.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) ⅱ.>
17.(16分)水是生命的源泉、工业的血液、城市的血脉。要保护好河流,因为河水是主要的饮用水源,污染物通过饮用水可直接毒害人体,也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。
请回答下列问题:
(1)纯水在T ℃时,pH=6,该温度下1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。
(2)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其主要水解反应的离子方程式为______________________________,由水电离出的c(OH-)=__________mol·L-1。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH溶液与一元酸HX溶液,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数________(填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。理由是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量。已知:
化学式
电离常数(25 ℃)
HCN
K=4.9×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
①25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为________________________(用化学式表示)。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为______________________ ______________________________________________。
(5)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________mol·L-1(填精确值),=________。
解析 (1)纯水在T ℃时,pH=6,即c(H+)=c(OH-)=10-6 mol·L-1,可知Kw=10-12,1 mol·L-1的NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即c水(OH-)=c(H+)=10-12 mol·L-1。(2)碳酸钠的水解反应分步进行,以第一步为主,强碱弱酸盐水解使溶液呈碱性,由水电离出的c(OH-)取决于溶液中的c(OH-),c(OH-)=10-3 mol·L-1。(3)稀释相同倍数,HX溶液的pH变化量比醋酸溶液的小,酸性较弱,电离平衡常数较小。(4)强碱弱酸盐对应的酸的酸性越弱,其水解程度就越大,pH越大,弱酸的电离平衡常数越小。H2CO3的K1大于K(HCN),K2小于K(HCN),因此向NaCN溶液中通入少量的CO2,产物应是NaHCO3和HCN。(5)溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因此c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=9.9×10-7 mol·L-1。通过电离平衡常数的表达式可知c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=K(CH3COOH)/c(H+)=18。
答案 (1)10-12
(2)CO+H2OHCO+OH- 10-3
(3)小于 稀释相同倍数,一元酸HX溶液的pH变化量比CH3COOH溶液的小,故酸性较弱,电离平衡常数较小
(4)①Na2CO3>NaCN>CH3COONa
②NaCN+H2O+CO2===HCN+NaHCO3
(5)9.9×10-7 18
18.(14分)下图中横轴表示溶液的pH,纵轴表示Zn2+或[Zn(OH)4]2-(配离子)物质的量浓度的对数,回答下列问题。
(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为________________________________________________________________________。
(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积Ksp=________。
(3)某废液中含Zn2+,为将Zn2+从废液中全部沉淀出来[c(Zn2+)≤10-5mol·L-1],应控制pH的范围是________。
(4)往1 L 1.00 mol·L-1 的ZnCl2溶液中加入NaOH固体至pH=6,需NaOH________mol。(精确到小数点后2位,忽略溶液体积变化)
解析 (1)根据图示,加入足量氢氧化钠溶液,Zn2+的存在形式为[Zn(OH)4]2-。(2)根据图示,pH=7时,c(Zn2+)=10-3 mol·L-1,则Zn(OH)2的溶度积Ksp=c(Zn2+)×c2(OH-)=10-3×(10-7)2=10-17。(3)根据图示,当8.0<pH<12.0时,Zn2+可以沉淀为Zn(OH)2。(4)pH=6时,根据Ksp可以计算出溶液中c(Zn2+)=10-17/(10-8)2=0.1(mol·L-1),则与NaOH发生沉淀反应的c(Zn2+)=1.00 mol·L-1-0.1 mol·L-1=0.9 mol·L-1,消耗的NaOH的物质的量为0.9 mol·L-1×1 L×2=1.80 mol。
答案 (1)Zn2++4OH-===[Zn(OH)4]2-
(2)10-17 (3)8.0~12.0 (4)1.80
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